لقد أحدثت تقنية الطائرات المسيّرة تحولاً جذرياً في أساليب الفحص الصناعي التقليدية، وجعلتها جزءاً لا يتجزأ من إجراءات الصيانة. ويجري حالياً الاستغناء تدريجياً عن أساليب الفحص التقليدية، مثل تسلق أبراج الاتصالات أو توربينات الرياح أو استخدام السقالات لفحص الغلايات الصناعية، لصالح عمليات الفحص باستخدام الطائرات المسيّرة. ويمكن لمقدمي الخدمات جمع جميع البيانات المرئية اللازمة بسهولة تامة دون المساس بسلامة المفتشين.
لقد جعلت تقنية الطائرات المسيّرة ذاتية القيادة هذه العملية أبسط وأقل تكلفة. بمساعدة أنظمة الطائرات بدون طيار في صندوقأصبح بإمكان الشركات الآن إجراء عمليات تفتيش في المناطق التي يصعب الوصول إليها دون الحاجة إلى وجود موظفين متخصصين في الموقع. فبضغطة زر بسيطة، تستطيع شركات الطاقة جمع معلومات دقيقة من مواقع نائية، مثل منشآت الغاز ومزارع الطاقة الشمسية، و... حقول النفط النائية.
سنتناول في هذه المدونة فوائد استخدام طائرة بدون طيار ذاتية القيادة التكنولوجيا في عمليات التفتيش الصناعية، باستخدام دراسات الحالة والرؤى التي شاركها خبراء الصناعة كيفن توديريل في جلسة NestGen'23 RMUS كندا وغرانت هوستيكا من شركة DJI في أمريكا الشمالية.
نهج مرحلي لعمليات الطائرات بدون طيار ذاتية التشغيل
لضمان الامتثال للوائح والسلامة التشغيلية، يوصي كيفن باتباع نهج تدريجي لتطبيق استخدام الطائرات المسيّرة في عمليات التفتيش الصناعي. يتضمن هذا النهج تقدماً تدريجياً نحو تقليل التدخل البشري وزيادة الأتمتة في عمليات الطائرات المسيّرة. يمكن تعديل هذا الإطار ليُلبي الاحتياجات الفريدة لكل مشروع، وقد أثبت فعاليته، لا سيما في كندا. فيما يلي المراحل الأربع لهذا النهج:
- طيار مرخص مع جهاز تحكم عن بعد ومراقب بصري (VO): في المرحلة الأولى، تبدأ عملية تشغيل الطائرة المسيّرة بقيادتها بواسطة طيار مرخص عبر جهاز تحكم عن بُعد، بالإضافة إلى دوره كمراقب بصري. لا يتطلب هذا أي ترخيص خاص، ويُعتبر رحلة طيران عادية. الفرق الوحيد بين هذه المرحلة والرحلة العادية هو أن الطيار سيتحكم بالطائرة من خلال قاعدة الشحن، ولكنه سيكون جاهزًا للتحكم بها عن بُعد في حالة الطوارئ.
- قاعدة وبرنامج مزودان بخاصية العودة إلى الصفحة الرئيسيةفي المرحلة الثانية، يُستبعد الطيار من عملية تشغيل الطائرة المسيّرة، وتُدار الطائرة عن بُعد باستخدام برمجيات سحابية. ومع ذلك، تبقى هذه العملية ضمن نطاق الرؤية المباشرة لوجود مراقب بصري في الموقع. خاصية العودة إلى الصفحة الرئيسية للسيطرة على الطائرة بدون طيار في حالة الطوارئ.
- قاعدة وبرمجيات تتمتع باستقلالية كاملة ضمن نطاق الرؤية البصرية: في المرحلة الثالثة، تُدار عمليات الطائرة المسيّرة بشكل مستقل تمامًا، حيث يتم التحكم في الرصيف والطائرة عن بُعد من مركز القيادة دون وجود طيار مرخص أو ملاح في الموقع. مع ذلك، تُجرى هذه العمليات ضمن نطاق الرؤية، وستختبر قدرة الطائرة المسيّرة على الملاحة بشكل مستقل.
- قاعدة وبرمجيات لعمليات الطيران خارج نطاق الرؤية البصرية بالكامل: تتجاوز عمليات الطائرات بدون طيار النطاق المحدد في المرحلة الثالثة في المرحلة النهائية، مما يستلزم الحصول على إعفاء من الهيئة التنظيمية للمنطقة الجغرافية التي تُجرى فيها العمليات. وتتطلب هذه العمليات استخدام تقنيات مثل... الكشف والتجنب، إحداثيات UTM وغيرها.
تطبيقات الطائرات بدون طيار في صناعة الطاقة
دعونا نلقي نظرة فاحصة على بعض التطبيقات في صناعة توليد الطاقة حيث يمكن لعمليات الطائرات بدون طيار ذاتية التشغيل أن تولد قيمة أو تكون أكثر جدوى:
{ {guide} }
استخدام الطائرات بدون طيار في عمليات تفتيش مزارع الطاقة الشمسية
تسعى صناعة الطاقة الشمسية باستمرار إلى إيجاد طرق لتبسيط العمليات صيانة الألواح الشمسية وتقليل الوقت اللازم للصيانة. ويُعدّ استخدام الطائرات المسيّرة حلاً محتملاً لهذه المشكلة. فالعمليات المستقلة تُحسّن كفاءة العملية، مما يسمح بإجراء عمليات فحص أسرع وأكثر دقة.
"لا يزال موظفو الصيانة يقضون وقتاً طويلاً جداً في البحث عن المشاكل بدلاً من صيانة المعدات." يشير كيفن إلى "وهنا تحديداً ستوفر تطبيقات الذكاء الاصطناعي والاستقلالية أكبر فائدة مقابل المال."
يمكن برمجة الطائرات المسيّرة للإقلاع تلقائيًا من قواعدها في وقت محدد، واتباع مسارات طيران معينة، والتقاط صور للألواح الشمسية من زوايا مختلفة. ثم تُحلل هذه الصور باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحديد أي أعطال أو مشاكل، مثل الألواح التالفة أو نمو النباتات. تُنقل هذه المعلومات في الوقت الفعلي إلى فرق الصيانة، التي بدورها تُحدد أولويات جهودها وفقًا لذلك.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام النظام نفسه لتتبع سير عملية بناء محطة الطاقة الشمسية وإجراء دوريات أمنية. كما يمكن للمصممين تحديد أي مشكلات قد تظهر خلال مرحلة البناء ومعالجتها. علاوة على ذلك، يمكن جعل عملية البناء أكثر شفافية من خلال تقديم تحديثات منتظمة لأصحاب المصلحة.
الطائرات بدون طيار في توربينات الرياح
لطالما أدركت صناعة طاقة الرياح قيمة الطائرات بدون طيار في عمليات فحص شفرات الشفرات.
حتى لو لم تأخذ في الاعتبار عمليات فحص الشفرات المستقلة تمامًا، فهناك تطبيقات لا حصر لها لتكنولوجيا الطائرات بدون طيار في مزارع الرياح، خاصة إذا كانت الطائرة بدون طيار جاهزة للنشر في جميع الأوقات.
من أهم مزايا استخدام أنظمة الطائرات المسيّرة ذاتية التشغيل في عمليات فحص توربينات الرياح، القدرة على إجراء الصيانة الوقائية والتنبؤية. فمن خلال الفحص الدوري لتوربينات الرياح، تستطيع شركات الطاقة اكتشاف الأضرار والعيوب قبل تفاقمها، مما يقلل من مخاطر توقف العمل ويزيد من عمر التوربين.
أبرز ما قاله كيفن، "غالباً ما يضطر المشغلون إلى تعليق أعمال الصيانة إذا اشتبهوا بوجود جليد على الشفرات. ومن أهم استخدامات الطائرات المسيّرة في عمليات التشغيل الآلي إرسال طائرات مسيّرة للتحقق من وجود جليد على الشفرات وما إذا كان من الآمن للفريق الصعود لإجراء عمليات التفتيش."
طائرات بدون طيار لفحص مصارف السدود
ازداد استخدام أنظمة الطائرات المسيّرة ذاتية التشغيل في رصد مصارف السدود والاستجابة لها في السنوات الأخيرة. ويمكن لشركات الطاقة تقليل مخاطر إصابة العاملين من خلال مراقبة مصارف السدود وفحصها من مسافة آمنة.
يروي كيفن قصة عن كيفية حصولهم على إعفاء من شرط عدم وجود خط رؤية مباشر لتنفيذ عمليات طائرات بدون طيار بعد وقوع حالة وفاة خلال فيضان ناجم عن تصريف مياه السد. قبل تصريف المياه، يمكن للطائرات بدون طيار ذاتية القيادة إجراء فحص سريع للمفيض.
ويؤكد أن لكل حالة استخدام مجموعة متطلباتها التقنية الخاصة. فعلى سبيل المثال، كان لا بد من مراعاة اعتبارات مثل ما إذا كانت الطائرة المسيرة تحت مستوى الأرض أو ما إذا كان اتصال LTE أو RF ضروريًا في حالة مفيضات السدود.
طائرات بدون طيار لتفتيش أمن المواقع
يُعدّ أحد أكثر استخدامات أنظمة الطائرات المسيّرة ذاتية القيادة شيوعًا هو أمن الموقع ولا يُستثنى من ذلك قطاع توليد الطاقة. يذكر كيفن حالةً تعرض فيها مالك الأصل، للأسف، لحادث تخريب ألحق أضرارًا جسيمة بالبنية التحتية، بلغت قيمتها حوالي أربعة ملايين دولار. لو وُجدت محطة إرساء للطائرات المسيّرة لمراقبة الوضع باستمرار والحدّ من هذه الأضرار، لتحقّق عائد الاستثمار من تركيبها فورًا.
تمكن كيفن من جدولة مهام دوريات المحيط المتكررة بسهولة وبتردد عالٍ باستخدام قاعدة توصيل DJI، حتى في درجات حرارة تتراوح بين 0 و6 درجات مئوية. علاوة على ذلك، يمكن دمج حلول برمجية مثل FlytBase ، وأجهزة استشعار الحركة، أو أنظمة الأمان الحالية بسهولة لتفعيل إطلاق الطائرات المسيّرة بناءً على الإنذارات. يُسهم نظام الطائرات المسيّرة المتكاملة في تعزيز أمن المواقع، مما يُقلل من المسؤولية القانونية، ويُجنّب عمليات الإصلاح، وفترات التوقف، وخسائر الممتلكات، ما يجعله خيارًا بالغ الأهمية لمجموعة واسعة من الأصول.
ما يخبئه المستقبل
قد يواجه تطبيق عمليات الطائرات المسيّرة ذاتية التشغيل في قطاعات مثل توليد الطاقة تحديات عديدة، كالتأقلم مع الأطر التنظيمية المعقدة، والتطوير التقني، والشراكات مع مزودي الخدمات الخارجيين. ويؤكد كيفن على ضرورة تعاون الجهات الفاعلة في القطاع مع الهيئات التنظيمية، واتباع نهج تدريجي لبناء الثقة مع مرور الوقت، وذلك لمواجهة التحديات التنظيمية.
أطلق العنان للإمكانيات الكاملة لمنصة DJI Dock 2 مع FlytBase
تحدث إلى خبرائنا.
تُعالج التحديات التقنية من خلال استثمارات البحث والتطوير والتعاون مع مزودي خدمات خارجيين لدمج التقنيات التكميلية. أما تحديات الشراكة، فتُعالج بتطوير حلول متكاملة عبر واجهات برمجة التطبيقات المفتوحة ومجموعات تطوير البرمجيات. ومن خلال هذه الحلول، يمكن تحقيق فوائد تشغيل الطائرات المسيّرة ذاتية القيادة مع ضمان السلامة والامتثال للوائح التنظيمية.
ويختتم الجلسة بالتأكيد على أهمية تذكر أن هناك "لا يوجد حل واحد يناسب الجميع"حلول في صناعة الطائرات بدون طيار". ستتطلب حالات الاستخدام المختلفة أجهزة استشعار وطائرات مختلفة، وسيكون هناك مجموعة متنوعة من خيارات الأجهزة والبرامج المتاحة لتلبية هذه الاحتياجات.
عند اختيار الشركاء لمشاريع إثبات المفهوم، من المهم إيجاد شريك يتبنى نهجًا شاملًا للمشروع، آخذًا في الاعتبار جميع جوانب حلول الطائرات المسيّرة، بدءًا من الالتزام باللوائح التنظيمية وصولًا إلى استضافة البيانات وأمنها. بوجود الشركاء والحلول المناسبة، تتمتع أنظمة الطائرات المسيّرة الجاهزة بإمكانية تحسين الكفاءة والسلامة والأمن بشكل كبير في قطاعات صناعية متنوعة.